眾所周知,目前包括鋰電池在內的充電電池鋰電池在環保、效率等方面具有不錯的成績,但是其都有衰減期。在一些極端環境下,仍需要一種更特殊的電池來儲存能源,對於太空探測器來說,一塊具有長期壽命的電池更是相當重要。
日前日本國立材料研究所(NIMS)研製出一種「鑽石電池」,其能夠在100年內無衰減,而該電池計劃應用在太空探測器和地下採礦設備中。
鑽石電池(又稱「貝塔電流電池/betavoltaic batteries」),只要在放射性環境中就可以發電,它們可以從同位素(例如碳-14和鎳-63)中接收β射線。通過鎖定人造鑽石晶格內的放射性同位素,從而在核衰變時釋放超高能量電子產生電流。由於人造鑽石是地球上最堅硬的材料之一,因此不用擔心輻射問題,這意味著一些核廢料就能夠用來製作這種電池。
此外,由於碳-14和鎳-63半衰期分別為5700年和100年,這意味著這種使用這些放射性同位素製作的電池最起碼在100年內不會出現衰減問題。
而NIMS生產的「鑽石電池」正式基於這種技術並使用鎳-63作為材料,使熱交換率達到28%左右,這在該領域上已經是世界最高、接近極限理論數值。
不過,目前「鑽石電池」的商用還面臨著另外一個難題,就是如果通過提高功率輸出來提升電池效率,因為該電池目前產生的電量只能用微瓦來計算,而1微瓦僅相當於百萬分之一瓦。